磁选机用介质以及磁选机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于磁分离法的磁选机用介质（Matrix)以及具有所述磁选机用介质 的磁选机。
【背景技术】
[0002] 用于将磁性粒子吸引到磁铁上的磁力可通过放置磁性粒子的位置的磁通密度（B) 与磁化梯度（Λ B)的乘积来表示。20世纪60年代后期提出了一种磁分离法，在该磁分离 法中，将铁磁体金属丝置于均匀磁场中，从而使金属丝附近产生较大磁化梯度，此后，在美 国作为高梯度磁选机而发展了该磁分离法，目前，很多磁选机厂家正在销售利用了相同原 理的磁选机。
[0003] 例如，作为所述磁选机而广泛采用琼斯（Jones)型湿式高梯度磁选机。图1 (a)、图 1 (b)是用于说明琼斯型湿式高梯度磁选机的概要的说明图。
[0004] 如图1(a)所示，磁选机100以如下部件作为主要部件而构成：高梯度磁分离部 50,由电磁铁50a、磁性过滤器50b以及磁选流路50c构成；选别对象流体导入流路101b， 经由开关阀l〇la与磁选流路50c的一端侧相连，可向磁选流路50c导入选别对象流体；非 磁吸附物排出流路103b，经由开关阀103a与磁选流路50c的另一端侧相连，可从磁选流路 50c中排出处于所述磁吸附物已被磁吸附在磁性过滤器50b上的状态的所述选别对象流 体；输送流体导入流路l〇4b，经由开关阀104a与磁选流路50c的所述另一端侧相连，可向 磁选流路50c导入输送流体（例如水），所述输送流体能够输送处于已从磁性过滤器50b 上脱离的状态的所述磁吸附物；以及磁吸附物排出流路105b，经由开关阀105a与磁选流路 50c的所述一端侧相连，可从磁选流路50c中排出处于输送从磁性过滤器50b上脱离的所述 磁吸附物的状态的所述输送流体。
[0005] 在磁选机100中，通过下面的工序，从所述选别对象流体中分离并选别出所述磁 吸附物和所述非磁吸附物。
[0006] 首先，如图1(a)中的箭头所示，对于处在电磁铁50a被励磁的状态的磁选流路 50c，仅打开磁选流路50c的所述一端侧的开关阀中的开关阀101a，将通过栗101d从所述选 别对象流体的贮存部l〇lc导入选别对象流体导入流路l〇lb中的所述选别对象流体导入磁 选流路50c，从而使所述磁吸附物磁吸附在磁性过滤器50b上，并且仅打开磁选流路50c的 所述另一端侧的开关阀中的开关阀l〇3a，将处于所述磁吸附物已被磁吸附的状态的所述选 别对象流体排出到非磁吸附物排出流路103b中，并回收到非磁吸附物回收部103c内（非 磁吸附物选别工序）。
[0007] 接下来，如图1 (b)中的箭头所示，对于处在电磁铁50a的励磁被解除的状态的磁 选流路50c，仅打开磁选流路50c的所述另一端侧的开关阀中的开关阀104a，将所述输送流 体从输送流体导入流路l〇4b导入磁选流路50c，并且仅打开磁选流路50c的所述一端侧的 开关阀中的开关阀l〇5a，使所述输送流体输送处于已从磁性过滤器50b上脱离的状态的所 述磁吸附物，从而将所述磁吸附物从磁选流路50c排出到磁吸附物排出流路105b中，并回 收到磁吸附物回收部105c内（磁吸附物选别工序）。
[0008] 在磁选机中使用的磁性过滤器被称为介质，已知由多孔金属网、钢丝棉或铁球等 构成的介质（参照专利文献1)。尤其是由多孔金属网、钢丝棉构成的介质会在局部产生较 大的磁化梯度（Λ B)，因此，被广泛用于通过强磁力可靠地对磁吸附物进行磁吸附的目的。
[0009] 另外，本申请人先发明并申请了如下技术，即通过高梯度磁选机，利用磁力从荧光 体混合物中按照颜色选别出红、蓝、绿色的荧光体（参照专利文献2)。
[0010] 但是，由多孔金属网或钢丝棉等构成的介质存在如下技术问题，即由于构成多孔 金属网或钢丝棉等的铁磁体金属丝是以错综复杂的状态配置的，因此，除了被磁吸附在铁 磁体金属丝上的磁性粒子以外，大量的并非想要让铁磁体金属丝磁吸附的非磁性粒子也被 牵连到铁磁体金属丝的结构中，导致选别精度下降。尤其是在局部产生较大的磁化梯度 (Λ Β)的位置，先被磁吸附的磁性粒子会妨碍后续的非磁性粒子通过，因此，造成流路阻 塞，并会牵连进更多的非磁性粒子。
[0011] 为了解决这样的技术问题，也可考虑将铁磁体金属丝配置得较稀疏，然而，这样的 铁磁体金属丝虽然能够在局部产生较大的磁化梯度（Λ Β)，但是在许多的空间区域磁化梯 度（ΛΒ)会变小，因此，一旦将铁磁体金属丝配置得较稀疏，就会导致用于对磁性粒子进行 磁吸附的有效区域受限，且磁性粒子会穿过磁化梯度（Λ Β)较小的空间，从铁磁体金属丝 中通过，从而产生选别精度下降的问题。
[0012] 另外，为了解决这些技术问题，需要对介质空间内的合理的磁化梯度（ΛΒ)进行 研究，但是，在由多孔金属网或钢丝棉等构成的介质中，铁磁体金属丝不规则地配置在介质 内，因此，存在无法预先通过仿真等来识别介质空间内的准确的磁力分布的问题。
[0013] 因此，在使用以往的介质的磁选机中，采用了使铁磁体金属丝处于错综复杂的状 态的介质，并以如下方式进行操作，即在牵连进铁磁体金属丝中的非磁性粒子增多之前，频 繁地使磁性粒子从铁磁体金属丝上脱离并将其回收，由此，还存在着如下技术问题，即通过 一次脱离吸附、回收操作所获得的处理量较少，以致选别效率较低。
[0014] 另外，由于无法预先通过仿真等来识别介质空间内的准确的磁力分布，因此，直到 实际进行试制并经过选别测试为止，都无法得知介质性能的好坏，阻碍了高性能介质的开 发。
[0015] 在先技术文献
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献1 :日本特开平11-47632号公报
[0018] 专利文献2 :日本特开2012-184282号公报
【发明内容】
[0019] 发明所要解决的技术问题
[0020] 本发明所要解决的技术问题在于，解决现有技术中的上述各种问题，并达成如下 的目的。即，本发明的目的在于提供一种磁选机用介质以及磁选机，其能够高精度且高效地 对磁性粒子和非磁性粒子进行选别，并可预先通过仿真来识别介质空间内的准确的磁力分 布。
[0021] 目前为止的技术构思是通过提供不规则的磁通密度分布以增大磁化梯度（Λ Β)， 从而使磁性粒子磁吸附在介质中，为了解决上述技术问题，本发明人进行了深入研究，以完 全相反的构思，通过构成新的介质，得到了能够达成上述目的的研究成果。
[0022] 即，得到了可获得如下磁选机用介质的研究成果，所述磁选机用介质通过配置具 有可在介质空间中提供较均匀的磁力分布的规则结构的磁体壁，能够高精度且高效地对磁 性粒子和非磁性粒子进行选别，并可预先通过仿真来识别介质空间内的准确的磁力分布。 [0023] 用于解决技术问题的方案
[0024] 本发明是基于所述研究成果而作出的，用于解决所述技术问题的方案如下。即，
[0025] 〈1> 一种磁选机用介质，其特征在于，
[0026] 整体呈大致波板状的磁体壁，以一个所述磁体壁中的波状弯曲部的凸形和同所述 一个所述磁体壁邻接的另一个所述磁体壁中的所述波状弯曲部的凹形等间隔对置的状态 并列设置，并且，所述磁体壁具有所述波状弯曲部沿波的行进方向连续重复而形成的规则 结构，所述波状弯曲部的波高h小于等于1mm、且由大致倒V字形和大致倒U字形中的任意 一种形状形成；所述各磁体壁被收容在整体呈大致箱状的收容部内，所述收容部在对置的 面上形成有导入部以及排出部，所述导入部以及排出部能够使包含可磁吸附在所述磁体壁 上的磁吸附物的选别对象流体向所述收容部的内外流通。
[0027] 〈2>根据上述〈1>中所述的磁选机用介质，
[0028] 波状弯曲部的波高h以及邻接的所述波状弯曲部的顶部间距离p被设定为，在施 加磁场时，使由以下数学式1表示的在收容部内的空间中产生的磁力的不均匀度N小于 1. 5，
[0029] [数学式1]
[0030] N = (Β Δ B25-B Δ B75) /Β Δ B50
[0031] 其中，在所述数学式1中，Β Λ B25表示累计面积比率为25%时的所述磁力，所述 累计面积比率是指，在并列设置的各磁体壁的所述波的宽度方向上的中间位置沿所述波的 行进方向剖切时，在所述收容部内的空间截面中产生规定值以上的所述磁力的部分的累计 面积比率；Β Λ Β75表示所述累计面积比率为75%时的所述磁力；Β Λ Β50表示所述累计面 积比率为50 %时的所述磁力。
[0032] 〈3>根据上述〈1>至〈2>中的任一项所述的磁选机用介质，
[0033] 在收容部中，以形成有导入部以及排出部的各个面作为顶面以及底面时，与磁通 方向正交配置的侧面的壁材料由磁体形成，其它侧面的壁材料由非磁体形成。
[0034] 〈4>根据上述〈1>至〈3>中的任一项所述的磁选机用介质，
[0035] 磁体壁表面被相对磁导率小于等于1. 1的非磁体包覆。
[0036] 〈5>根据上述〈1>至〈4>中的任一项所述的磁选机用介质，
[0037] 相对于向收容部导入选别对象流体的方向，以倾斜的状态配置磁体壁。
[0038] 〈6>根据上述〈1>至〈5>中的任一项所述的磁选机用介质，
[0039] 从向收容部导入选别对象流体的导入部朝着从所述收容部排出所述选别对象流 体的排出部，磁体壁的厚度增厚。
[0040] 〈7> -种磁选机，其特征在于，
[0041] 具有所述〈1>至〈6>中的任一项所述的磁选机用介质。
[0042] 〈8>根据上述〈7>所述的磁选机，
[0043] 配置有显示部，所述显示部可根据电磁铁的输出信息，实时显示预先通过磁场仿 真计算出的收容部内的空间中的磁力分布。
[0044] 发明效果
[0045] 根据本发明，能够解决现有技术中的上述